有机插层的层状硅酸盐作为一种新型复合材料,既具有粘土矿物的吸附性、分散性、流变性、多孔性,同时具有有机分子的反应活性,在环境保护材料、催化剂、纳米复合材料等方面具有广泛应用前景。云母是层状硅酸盐矿物中的一种,具有优异的物理、化学性能。然而由于层间阳离子和相邻的硅氧四面体片层之间的吸附作用强烈,导致层间域狭窄。大量实验表明,有机物离子难以进入云母层间,这大大制约了其在有机插层领域的应用。本文以黑云母为原料,在水浴条件下对其进行钡化处理,通过控制体系pH值、Ba²⁺浓度、反应温度和反应时间,得到层间完全扩张的钡化黑云母。在此基础上,选取四甲基氯化铵、甲酰胺、乙酰胺及苯甲酰胺等作为插层剂,分别对钡化黑云母进行一次插层和二次取代插层,得到有机插层复合物。研究了复合物的结构,探讨了有机离子在钡化黑云母层间的排列方式和键合情况,并通过对插层过程的实时监测,提出插层机理。主要工作如下:（1）在黑云母的钡化处理实验中,通过控制单一变量,确定了黑云母的最佳钡化条件:溶液pH值为3、溶液中Ba²⁺浓度为0.8 mol/L、反应温度为80℃、反应时间为20 h。XRD结果显示黑云母层间完全扩张,层间距由1.001 nm扩张至1.175nm。结合穆斯堡尔谱、XRF、FTIR以及TEM等测试结果表明:弱硝酸的氧化作用降低了黑云母片层的负电性,从而在Ba²⁺与K⁺交换过程中,减弱了片层对层间K⁺的束缚,加速了离子的嵌入迁出,并在整个交换过程引入大量的水分子,撑开云母层间域,实现黑云母层间的完全扩张。（2）选取烷基铵盐和有机酰胺衍生物为插层剂,系统研究了四甲基氯化铵、甲酰胺、乙酰胺、苯甲酰胺插层钡化黑云母的问题。XRD显示,经过四种有机分子的有机插层,钡化黑云母层间距由1.175 nm分别扩张到1.342 nm,1.202 nm,1.389 nm,1.682 nm。对于四甲基氯化铵而言,本身能够电离出有机阳离子,一次插层率达到100%;对于甲酰胺、乙酰胺、苯甲酰胺分子而言,通过稀盐酸质子化的一次插层率分别为85.8%、65.2%、0,表明对酰胺类有机物而言,尺寸越大,插层越困难。苯甲酰胺以钡化黑云母/四甲基氯化铵插层复合物作为前驱体进行二次取代插层后,也能顺利进入到钡化黑云母层间,二次插层率为76.4%。（3）研究了四甲基铵离子、甲酰胺、乙酰胺、苯甲酰胺在层间的排列和键合情况,XRD和FTIR结果表明,四甲基铵离子在层间以53°倾角在黑云母层间呈单层倾斜排列。甲酰胺、乙酰胺及苯甲酰胺在层间呈近垂直排列,甲酰胺中NH₂端部分嵌入到钡化黑云母中六方环氧孔洞中,而乙酰胺和苯甲酰胺中NH₂端会与内表面氧原子形成弱的氢键。（4）对苯甲酰胺二次插层钡化黑云母进行实时监测,FTIR结果显示插层大概经历三个阶段。活化阶段,少量四甲基铵离子的脱嵌和少量苯甲酰胺的插入使得钡化黑云母层间有机分子排列紊乱,此时苯甲酰胺在层中排列极不规整。取代阶段,四甲基铵离子大量脱嵌,苯甲酰胺取代四甲基铵离子大量进入到层间,此时可以观察到两种有机物在层间共存的状态。稳定阶段,四甲基铵离子全部脱嵌完成,苯甲酰胺逐渐排列稳定,此阶段虽然层间有机物只有苯甲酰胺,但却不足以插层起整个钡化黑云母层间。